SPADfotodetektè avalanch yon sèl foton
Lè yo te premye prezante detèktè foto SPAD yo, yo te sitou itilize nan senaryo deteksyon limyè fèb. Sepandan, avèk evolisyon pèfòmans yo ak devlopman egzijans sèn yo,Fotodetektè SPADYo ap itilize detèktè yo de pli zan pli nan senaryo konsomatè tankou rada otomobil, robo, ak machin ayeryen san chofè. Akòz gwo sansiblite li yo ak karakteristik bri ki ba li yo, detèktè fotodetektè SPAD la vin tounen yon chwa ideyal pou reyalize pèsepsyon pwofondè ak imaj ki gen gwo presizyon nan limyè fèb.
Kontrèman ak detèktè imaj CMOS tradisyonèl yo (CIS) ki baze sou jonksyon PN, estrikti prensipal fotodetektè SPAD la se yon dyòd avalanch k ap opere nan mòd Geiger. Nan pèspektiv mekanis fizik yo, konpleksite fotodetektè SPAD la siyifikativman pi wo pase sa ki nan aparèy jonksyon PN yo. Sa reflete sitou nan lefèt ke anba yon polarizasyon envès ki wo, li gen plis chans pou l lakòz pwoblèm tankou enjeksyon transpòtè dezekilib, efè elektwon tèmik, ak kouran tinèl ki ede pa eta defo. Karakteristik sa yo fè li fè fas ak gwo defi nan nivo konsepsyon, pwosesis, ak achitekti sikwi.
Paramèt pèfòmans komen nanFotodetektè avalanch SPADSa yo enkli gwosè pixel (Pixel Size), bri konte nwa (DCR), pwobabilite deteksyon limyè (PDE), tan mouri (DeadTime), ak tan repons (Response Time). Paramèt sa yo afekte dirèkteman pèfòmans fotodetektè avalanch SPAD la. Pa egzanp, to konte nwa (DCR) se yon paramèt kle pou defini bri detektè a, epi SPAD la bezwen kenbe yon polarizasyon ki pi wo pase pann lan pou fonksyone kòm yon detektè yon sèl foton. Pwobabilite deteksyon limyè (PDE) detèmine sansiblite SPAD la.fotodetektè avalanchepi li afekte pa entansite ak distribisyon chan elektrik la. Anplis de sa, DeadTime la se tan ki nesesè pou SPAD la retounen nan eta inisyal li apre li fin deklanche, sa ki afekte to deteksyon foton maksimòm lan ak seri dinamik la.
Nan optimize pèfòmans aparèy SPAD yo, relasyon kontrent ki genyen ant paramèt pèfòmans debaz yo se yon gwo defi: pa egzanp, miniaturizasyon pixel mennen dirèkteman nan atenyasyon PDE, epi konsantrasyon chan elektrik kwen ki koze pa miniaturizasyon gwosè a pral lakòz tou yon ogmantasyon byen file nan DCR. Rediksyon tan mò a pral pwovoke bri pòs-enpilsyon epi deteryore presizyon jitter tan an. Kounye a, solisyon dènye kri a te reyalize yon sèten degre optimize kolaborasyon atravè metòd tankou DTI/bouk pwoteksyon (siprime diafoni epi redwi DCR), optimize optik pixel, entwodiksyon nouvo materyèl (kouch avalanch SiGe amelyore repons enfrawouj), ak sikui ekstansyon aktif anpile twa dimansyon.
Dat piblikasyon: 23 Jiyè 2025